C++ 从音频中提取波形的算法

我试图从原始音频文件中提取波形。我使用FFmpeg对一个音频文件进行了解复用/解码，并获得了以下信息：采样缓冲区、采样缓冲区的大小、音频文件的持续时间（以秒为单位）、采样率（44100、48000等）、采样大小、采样格式（uint8、int16、int32、float、double）以及原始音频数据本身

在互联网上挖掘我发现了这个算法（更多）：

白噪声：

算法

您只需将每个样本从–振幅随机分配到 振幅在大多数情况下，我们并不关心频道的数量，所以 我们只是用一个新的随机数填充每个样本

Random rnd=new Random（）；
短随机值=0；
对于（int i=0；i

这真的很好，但我不想那样画，但这样：

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是否有任何算法或想法可以让我使用我所掌握的信息进行绘图？

底部的图形只是包含了更长的时间跨度，因此如果您增加了numsample，您将得到更紧凑的图形。但是在白噪声中，你看不到正常声音/音乐中的波峰和波谷

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因此，如果您可以增加样本量，或者至少增加样本周期（x轴），您将开始模拟底部图表。使用其中两个来获得立体效果。

首先，您需要确定每个样本将在屏幕上的何处结束

int x = x0 + sample_number * (xn - x0) / number_of_samples;

现在，对于具有相同

x

的所有样本，分别确定正值和负值的最小值和最大值。画一条垂直线，一条从负最大值到正最大值的暗线，然后在上面画一条从负最小值到正最小值的浅线

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编辑：再想一想，你可能想用平均值而不是最小值作为内线。

英国广播公司研发部有一个很好的节目，你可以参考他们的来源。

我想你指的是这里描述的波形

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我没有读完整页。但每个垂直条代表一个波形样本窗口。深蓝色是该窗口中的最大正值和最小负值（我认为）。浅蓝色是均方根。（基本上是将每个窗口内的值平方，取平均值，然后求平方根

希望这能有所帮助。

showwavespic

ffmpeg

可以使用滤波器绘制波形

有关选项，请参阅

炫耀 您还可以使用过滤器制作实时波形的视频

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有关选项，请参阅。

第二个波形可能是简单之字形图形的近似列

每列都是前一个采样振幅到当前采样振幅之间的一条线

因此，将所有样本读入画布或纹理作为点的预测试，然后，一旦你完成了，你可以做两种情况，用条代替点，向上画到最后一个样本或向上画到这个样本，取决于哪个更高，只要你在到两个之间画一条线。这确保波形小，能量低下一个样品和高能量样品之间

您可以对其进行别名并测量多个样本，这取决于您正在运行的硬件，如果您想读取1000个样本并制作一个巨大的二维阵列表示波，然后将其向下别名为一个较小的可显示图像，或者如果您只想运行512个样本并快速更新，则应在程序中使用二维画布快速制作超过512个样本的详细波形

…另一个选项与另一个答案中的灰色波形相同，将绝对值绘制为从+电流采样到-电流采样的直线

它有助于平均多个样本，即每4个样本或每4个样本的最大值，以减少不稳定的图形，这是一个快速混叠的孩子。

为大家解释 我是一个dj应用程序的开发者，一直在寻找类似的答案。 因此，我将解释所有你可能在任何软件中看到的音乐波形，包括audacity

在任何音乐软件中，都有3种类型的波形用于显示。 即样本、平均值和均方根值

1） 示例是图形中显示的实际音乐点，可以是原始音频数据数组（在audacity中缩放波形时看到的点）

2） 平均值：最常用的是，假设您在屏幕上显示3分钟的歌曲，那么屏幕上的一个点必须至少显示100毫秒（约）的歌曲，其中包含许多原始音频点，因此在显示时，我们计算100毫秒持续时间内所有点的平均值，以此类推，以显示剩余的曲目（大胆的深蓝色大波形）

3） RMS：与平均值类似，但此处不是平均值，而是取特定持续时间的均方根（蓝色波形中的浅蓝色小波形是audacity中的RMS波形）

现在如何计算波形

1） 当您使用任何获得原始样本/点的技术解码歌曲时，样本是原始数据。现在根据点的格式将其转换为范围-1到1，例如，如果格式为16位，则将所有点除以32768（16位数字的最大范围），然后绘制点

2） 对于平均波形-首先将所有点相加，将负值转换为正值，然后乘以2，然后取平均值

//samples is the array and nb_samples is the length of array
float sum = 0;
for(int i = 0 ; i < nb_samples ; i++){
    if(samples[i] < 0)
        sum += -samples[i];
    else
        sum += samples[i];
}
float average_point = (sum * 2) / nb_samples; //average after multiplying by 2
//now draw this point

//samples是数组，nb\u samples是数组的长度
浮点数和=0；
对于（int i=0；i

3） RMS：简单的方法是取平方根的平均值-所以先取每个样本的平方，然后求和，然后计算

ffmpeg -i input -filter_complex "showwavespic=split_channels=1" output.png

ffmpeg -i input -filter_complex \
"showwaves=s=600x240:mode=line:split_channels=1,format=yuv420p[v]"  \
-map "[v]" -map 0:a -movflags +faststart output.mp4

//samples is the array and nb_samples is the length of array
float sum = 0;
for(int i = 0 ; i < nb_samples ; i++){
    if(samples[i] < 0)
        sum += -samples[i];
    else
        sum += samples[i];
}
float average_point = (sum * 2) / nb_samples; //average after multiplying by 2
//now draw this point

//samples is the array and nb_samples is the length of array
float squaredsum = 0;
for(int i = 0 ; i < nb_samples ; i++){
    squaredsum += samples[i] * samples[i]; // square and sum
}
float mean = squaredsum / nb_samples; // calculated mean
float rms_point = Math.sqrt(mean); //now calculate square root in last
//now draw this point